KR20030049640A - Arrangement for cooling spindle motor in machine tool - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A structure for cooling a spindle motor is provided to effectively cool the spindle motor by directly cooling a stator in the spindle motor. CONSTITUTION: An air passage(16) is formed between a motor housing(10) and a stator(40). A plurality of ribs(14) are formed in the motor housing to radiate the heat of the motor housing. A suction hole(19) communicated with a suction chamber(52) and a plurality of air vents(18) are formed at the outer surface of the motor housing so that a cooling fan(60) sucks air in the air passage.

Description

공작기계의 스핀들모터 냉각구조{ARRANGEMENT FOR COOLING SPINDLE MOTOR IN MACHINE TOOL}Spindle motor cooling structure of machine tool {ARRANGEMENT FOR COOLING SPINDLE MOTOR IN MACHINE TOOL}

본 발명은 공작기계의 스핀들모터 냉각구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 스핀들모터에서 발생되는 열을 효과적으로 냉각시킬 수 있는 공작기계의 스핀들모터 냉각구조에 관한 것이다.The present invention relates to a spindle motor cooling structure of a machine tool, and more particularly to a spindle motor cooling structure of a machine tool that can effectively cool the heat generated from the spindle motor.

수치제어(Numerical Control)선반, 머시닝센터 등과 같은 공작기계는 공작물을 구동시키거나 또는 공구를 구동시켜 공작물을 가공하는 스핀들을 구비한다. 이러한 스핀들은 스핀들모터에 의해 회전되도록 구성된다. 스핀들모터는 도 1에 도시된 바와 같이 모터하우징(10)을 구비하며, 모터하우징(10)은 구동실(10a)을 갖추고 있다. 모터하우징(10)의 구동실(10a)에는 회전축(20)이 회전가능하게 설치되고, 회전축(20)의 둘레로는 회전자(30)가 설치되며, 회전자(30)의 둘레로는 고정자(40)가 배치된다. 고정자(40)는 모터하우징(10)의 내주면에 고정설치된다. 여기서, 모터하우징(10)은 별도의 케이싱(50)에 감싸여져 있다.Machine tools, such as numerical control lathes, machining centers and the like, have a spindle that drives the workpiece or drives the tool to machine the workpiece. Such a spindle is configured to be rotated by a spindle motor. The spindle motor has a motor housing 10 as shown in FIG. 1, and the motor housing 10 has a drive chamber 10a. The rotating shaft 20 is rotatably installed in the drive chamber 10a of the motor housing 10, the rotor 30 is installed around the rotating shaft 20, and the stator around the rotor 30. 40 is disposed. The stator 40 is fixedly installed on the inner circumferential surface of the motor housing 10. Here, the motor housing 10 is wrapped in a separate casing 50.

한편, 스핀들모터는 작동중에 고열이 발생하는 바, 공작기계에는 스핀들모터를 냉각시켜주기 위한 전동식 냉각팬(60)을 갖는다. 냉각팬(60)은 케이싱(50)의 흡입실(52)에 설치되는 것으로, 모터하우징(10)과 케이싱(50) 사이의 통로(54)를 통하여 모터하우징(10) 주위의 공기를 고속으로 빨아들이면서 이를 배출시킴으로써 스핀들모터를 냉각시킨다. 여기서, 모터하우징(10)의 외주면에는 도 2에 도시된 바와 같이 냉각효율을 극대화시킬 수 있도록 크고 작은 다수의 냉각핀(12)이 형성되어 있다.On the other hand, the spindle motor has a high heat generated during operation, the machine tool has an electric cooling fan 60 for cooling the spindle motor. The cooling fan 60 is installed in the suction chamber 52 of the casing 50 and the air around the motor housing 10 at high speed through the passage 54 between the motor housing 10 and the casing 50. The spindle motor is cooled by sucking it out and draining it. Here, a large and small number of cooling fins 12 are formed on the outer circumferential surface of the motor housing 10 to maximize the cooling efficiency.

그러나, 이와 같은 냉각팬(60)으로는 고열의 스핀들모터를 충분하게 냉각시킬 수 없는 단점이 지적되고 있다. 즉, 냉각팬(60)은 모터하우징(10) 주위의 공기를 흡입하여 배출시킴으로써 스핀들모터를 냉각시키는 바, 실제적으로 고열이 발생하는 모터하우징(10)내의 고정자(40)의 열을 냉각시키기에는 다소 효율이 떨어지는 단점이 지적되고 있는 것이다.However, it is pointed out that such a cooling fan 60 can not sufficiently cool the high-temperature spindle motor. That is, the cooling fan 60 cools the spindle motor by sucking and discharging the air around the motor housing 10. In order to cool the heat of the stator 40 in the motor housing 10 where high heat is actually generated, It is pointed out that the disadvantage is somewhat inefficient.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 단점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 스핀들모터의 고정자에서 발생하는 고열을 직접 냉각시켜줌으로써 스핀들모터를 보다 효과적으로 냉각시킬 수 있는 공작기계의 스핀들모터 냉각구조를 제공하는데 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned disadvantages, the object of the spindle motor of the machine tool that can more effectively cool the spindle motor by directly cooling the high temperature generated in the stator of the spindle motor To provide a cooling structure.

도 1은 일반적인 공작기계의 스핀들모터를 나타내는 단면도,1 is a cross-sectional view showing a spindle motor of a general machine tool,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 3은 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들모터 냉각구조를 나타내는 단면도,3 is a cross-sectional view showing a spindle motor cooling structure of the machine tool according to the present invention;

도 4는 도 3의 B-B선 단면도,4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG.

도 5는 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들모터 냉각구조의 변형예를 나타내는 단면도이다.5 is a cross-sectional view showing a modification of the spindle motor cooling structure of the machine tool according to the present invention.

♣ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♣♣ Explanation of symbols for the main parts of the drawing ♣

10; 모터하우징14: 리브10; Motor Housing 14: Rib

14a: 돌출돌기16: 공기통로14a: protrusions 16: air passages

18: 통기구멍19: 흡입구멍18: vent hole 19: suction hole

20: 회전축30: 회전자20: axis of rotation 30: rotor

40: 고정자50: 케이싱40: stator 50: casing

52: 흡입실54: 통로52: suction chamber 54: passage

60: 냉각팬60: cooling fan

이와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 모터하우징과 상기 모터하우징에 설치되는 회전축과 상기 회전축에 설치되는 회전자와 회전자의 둘레에 배치되도록 상기 모터하우징의 내면에 설치되는 고정자로 구성되며, 상기 모터하우징의 둘레에 간격을 두고 배치되는 케이싱 및 케이싱의 흡입실에 설치되어 모터하우징을 냉각시키는 냉각팬을 포함하는 공작기계의 스핀들모터에 있어서, 상기 모터하우징와 고정자사이에 공기통로가 형성될 수 있도록 하면서 모터하우징의 방열을 위해 다수의 리브들을 상기 모터하우징의 내주면에 형성하고, 상기 모터하우징의 외면에는 상기 냉각팬이 상기 공기통로의 공기를 빨아들일 수 있도록 상기 흡입실과 연통되는 흡입구멍 및 외기와 연통되는 다수의 통기구멍들이 형성되는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises a motor housing and a stator installed on the inner surface of the motor housing to be disposed around the rotor and the rotor installed on the rotating shaft and the motor housing, A spindle motor of a machine tool including a casing disposed at intervals around a motor housing and a cooling fan installed in a suction chamber of the casing to cool the motor housing, wherein an air passage is formed between the motor housing and the stator. While forming a plurality of ribs on the inner circumferential surface of the motor housing for heat dissipation of the motor housing, the outer surface of the motor housing and the suction hole and the outside air communicating with the suction chamber so that the cooling fan can suck air from the air passage It is characterized in that a plurality of communication holes are formed in communication.

이하, 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들모터 냉각구조에 대한 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다.).Best Mode for Carrying Out the Invention Preferred embodiments of the spindle motor cooling structure of a machine tool according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings (the same components will be described using the same reference numerals).

도 3은 본 발명에 따른 공작기계의 스핀들모터 냉각구조를 나타내는 단면도이며, 도 4는 도 3의 B-B선 단면도이다. 먼저, 본 발명의 스핀들모터 냉각구조를 살펴보기에 앞서 스핀들모터의 구성에 대하여 간략하게 살펴보면, 스핀들모터는 모터하우징(10)을 구비하며, 모터하우징(10)은 구동실(10a)을 갖추고 있다. 모터하우징(10)의 구동실(10a)에는 회전축(20)이 회전가능하게 설치되고, 회전축(20)의 둘레로는 회전자(30)가 설치되며, 회전자(30)의 둘레로는 고정자(40)가 배치된다. 고정자(40)는 모터하우징(10)의 내주면에 고정설치된다. 여기서, 모터하우징(10)은 별도의 케이싱(50)에 감싸여져 있다.3 is a cross-sectional view showing a spindle motor cooling structure of the machine tool according to the present invention, Figure 4 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. First, prior to looking at the spindle motor cooling structure of the present invention, a brief description of the configuration of the spindle motor, the spindle motor is provided with a motor housing 10, the motor housing 10 is provided with a drive chamber (10a). . The rotating shaft 20 is rotatably installed in the drive chamber 10a of the motor housing 10, the rotor 30 is installed around the rotating shaft 20, and the stator around the rotor 30. 40 is disposed. The stator 40 is fixedly installed on the inner circumferential surface of the motor housing 10. Here, the motor housing 10 is wrapped in a separate casing 50.

그리고 모터하우징(10)의 일측에는 스핀들모터를 냉각시켜주기 위한 전동식 냉각팬(60)이 설치된다. 냉각팬(60)은 케이싱(50)의 흡입실(52)에 설치되는 것으로, 모터하우징(10)과 케이싱(50) 사이의 통로(54)를 통하여 주위의 공기를 고속으로 빨아들이면서 스핀들모터를 냉각시킨다.And one side of the motor housing 10 is provided with an electric cooling fan 60 for cooling the spindle motor. Cooling fan 60 is installed in the suction chamber 52 of the casing 50, the spindle motor while sucking the surrounding air at high speed through the passage 54 between the motor housing 10 and the casing 50 Cool down.

한편, 본 발명의 스핀들모터 냉각구조에서는 도 4에 도시된 바와 같이 모터하우징(10)의 내면에 소정의 폭을 갖는 다수의 리브(14)들이 둘레를 따라 등간격으로 형성됨을 알 수 있다. 이러한 리브(14)들은 모터하우징(10)과 고정자(40)와의사이에 간격을 유지시켜 공기통로(16)가 형성될 수 있게 함으로써, 상기 모터하우징(10)과 고정자(40)와의 사이로 공기가 자유롭게 유통될 수 있게 한다.On the other hand, in the spindle motor cooling structure of the present invention, as shown in Figure 4 it can be seen that a plurality of ribs 14 having a predetermined width on the inner surface of the motor housing 10 is formed at equal intervals along the circumference. The ribs 14 maintain a gap between the motor housing 10 and the stator 40 so that the air passage 16 can be formed, whereby air is supplied between the motor housing 10 and the stator 40. Allow free distribution.

그리고 본 발명은 도 3에 도시된 바와 같이 모터하우징(10)의 일측면에 다수의 통기구멍(18)이 형성되고, 타측면에 다수의 흡입구멍(19)이 형성되는 것을 알 수 있다. 여기서, 일측의 통기구멍(18)은 외부와 상기 공기통로(16)가 연통될 수 있도록 구성되며, 타측의 흡입구멍(19)은 케이싱(50)의 흡입실(52)과 상기 공기통로(16)를 연통시키도록 구성된다. 이렇게 구성된 모터하우징(10)의 통기구멍(18)들과 흡입구멍(19)들은 냉각팬(60)이 작동됨에 따라 외기의 공기를 빨아들여 모터하우징(10)과 고정자(40) 사이의 공기통로(16)를 따라 유통될 수 있게 하며, 이를 다시 케이싱(50)의 흡입실(52)로 배출시키는 역할을 한다.And the present invention can be seen that a plurality of vent holes 18 is formed on one side of the motor housing 10, a plurality of suction holes 19 are formed on the other side as shown in FIG. Here, one side of the vent hole 18 is configured to communicate with the outside and the air passage 16, the other side suction hole 19 is the suction chamber 52 of the casing 50 and the air passage 16 It is configured to communicate with). The ventilation holes 18 and the suction holes 19 of the motor housing 10 configured as described above suck air from the outside air as the cooling fan 60 is operated, and thus the air passage between the motor housing 10 and the stator 40. It can be distributed along the (16), and serves to discharge it back to the suction chamber 52 of the casing (50).

결과적으로, 냉각팬(60)이 작동되면, 냉각팬(60)은 모터하우징(10)의 흡입구멍(19)을 통하여 모터하우징(10)내의 공기를 빨아들이게 되는데, 이때 외부의 공기는 모터하우징(10)의 통기구멍(18)을 통하여 공기통로(16)로 유입되게 되며, 공기통로(16)로 유입된 공기는 고정자(40)의 열을 빼앗으면서 흡입구멍(19)을 통하여 케이싱(50)의 흡입실(52)로 흡입되어 고정자(40)를 냉각시키는 것이다.As a result, when the cooling fan 60 is operated, the cooling fan 60 sucks air in the motor housing 10 through the suction hole 19 of the motor housing 10, wherein the outside air is supplied to the motor housing. The air passage 16 is introduced into the air passage 16 through the vent hole 18 of FIG. 10, and the air introduced into the air passage 16 receives the heat of the stator 40 and the casing 50 through the suction hole 19. Is sucked into the suction chamber 52 to cool the stator 40.

이상에서와 같이 본 발명은 모터하우징(10)의 내주면에 다수의 리브(14)들을 형성하여 고정자(40)와의 사이에 공기통로(16)를 형성하고, 그 양측에는 공기통로 (16)와 외기, 그리고 공기통로(16)와 케이싱(50)의 흡입실(52)을 연통시키는 통기구멍(18)과 흡입구멍(19)을 각각 형성함으로써 냉각팬(60)에 흡입된 공기가 상기 공기통로(16)를 따라 흐르면서 고정자(40)의 열을 흡수케하여 냉각효율을 증진시키는 효과를 갖게 한다.As described above, the present invention forms a plurality of ribs 14 on the inner circumferential surface of the motor housing 10 to form an air passage 16 between the stator 40, and on both sides of the air passage 16 and the outside air. And the air inlet 18 and the air inlet 19 are formed to communicate the air passage 16 and the suction chamber 52 of the casing 50 with the air sucked into the cooling fan 60. 16, while absorbing the heat of the stator 40 has the effect of improving the cooling efficiency.

한편, 도 5에는 모터하우징(10)에 형성된 리브(14)의 변형예를 나타내는 단면도가 도시되어 있다. 이에 따르면, 변형예의 리브(14)는 길이방향을 따라 형성되는 다수의 돌출돌기(14a)를 갖는 요철형으로 구성됨을 알 수 있다. 돌출돌기(14a)를 갖는 요철형 리브(14)는 모터하우징(10)과 고정자(40) 사이의 공기통로(16)에서 방열면적을 최대한 증가시켜 냉각효율을 극대화시켜주는 역할을 한다.5 is a cross-sectional view showing a modification of the rib 14 formed in the motor housing 10. According to this, it can be seen that the rib 14 of the modification is formed in an uneven shape having a plurality of protrusions 14a formed along the longitudinal direction. The uneven rib 14 having the protrusion 14a serves to maximize the cooling efficiency by maximally increasing the heat dissipation area in the air passage 16 between the motor housing 10 and the stator 40.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above by way of example, the scope of the present invention is not limited to these specific embodiments, and may be appropriately changed within the scope of the claims.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 공작기계의 스핀들모터 냉각구조는 모터하우징의 내주면에 다수의 리브들을 형성하여 고정자와의 사이에 공기통로를 형성하고, 그 양측에는 공기통로와 외기, 그리고 공기통로와 케이싱의 흡입실을 연통시키는 통기구멍과 흡입구멍을 각각 형성함으로써 냉각팬에 흡입된 공기가 상기 공기통로를 따라 흐르면서 고정자의 열을 흡수케하여 냉각효율을 향상시키는 효과를 갖게 한다.As described above, the spindle motor cooling structure of the machine tool of the present invention forms a plurality of ribs on the inner circumferential surface of the motor housing to form an air passage between the stator and the air passage, the outside air, and the air passage on both sides thereof. By forming vent holes and suction holes communicating with the suction chamber of the casing, respectively, the air sucked into the cooling fan flows along the air passage to absorb the heat of the stator, thereby improving the cooling efficiency.

Claims (2)

모터하우징(10)과 상기 모터하우징(10)에 설치되는 회전축(20)과 상기 회전축(20)에 설치되는 회전자(30)와 회전자(30)의 둘레에 배치되도록 상기 모터하우징 (10)의 내면에 설치되는 고정자(40)로 구성되며, 상기 모터하우징(10)의 둘레에 간격을 두고 배치되는 케이싱(50) 및 케이싱(50)의 흡입실(52)에 설치되어 모터하우징(10)을 냉각시키는 냉각팬(60)을 포함하는 공작기계의 스핀들모터에 있어서,The motor housing 10 to be disposed around the motor housing 10 and the rotating shaft 20 installed on the motor housing 10 and the rotor 30 and the rotor 30 installed on the rotating shaft 20. The stator 40 is installed on the inner surface of the motor housing 10 is installed in the casing 50 and the suction chamber 52 of the casing 50 disposed at intervals around the motor housing 10 and the motor housing 10. In the spindle motor of the machine tool comprising a cooling fan 60 for cooling the 상기 모터하우징(10)와 고정자(40)사이에 공기통로(16)가 형성될 수 있도록 하면서 모터하우징(10)의 방열을 위해 다수의 리브(14)들을 상기 모터하우징(10)의 내주면에 형성하고, 상기 모터하우징(10)의 외면에는 상기 냉각팬(60)이 상기 공기통로(16)의 공기를 빨아들일 수 있도록 상기 흡입실(52)과 연통되는 흡입구멍(19) 및 외기와 연통되는 다수의 통기구멍(18)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들모터 냉각구조.A plurality of ribs 14 are formed on the inner circumferential surface of the motor housing 10 for heat dissipation of the motor housing 10 while allowing the air passage 16 to be formed between the motor housing 10 and the stator 40. In addition, the outer surface of the motor housing 10 is in communication with the suction hole 19 and the outside communicated with the suction chamber 52 so that the cooling fan 60 can suck the air of the air passage (16). Spindle motor cooling structure of a machine tool, characterized in that a plurality of vent holes (18) are formed. 제 1항에 있어서, 상기 모터하우징(10)의 리브(14)들은 방열면적을 증가할 수 있도록 다수의 돌출돌기(14a)를 갖는 요철형으로 구성되는 것을 특징으로 하는 공작기계의 스핀들모터 냉각구조.The spindle motor cooling structure of claim 1, wherein the ribs 14 of the motor housing 10 are formed in an uneven shape having a plurality of protrusions 14a to increase the heat dissipation area. .
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